HỘP GIẢM TỐC CÔN TRỤ 2 CẤP BÁNH RĂNG CÔN TRỤ TRUYỀN ĐỘNG RĂNG NGHIÊNG ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O40
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
HỘP GIẢM TỐC CÔN TRỤ 2 CẤP BÁNH RĂNG CÔN TRỤ TRUYỀN ĐỘNG RĂNG NGHIÊNG ĐƯỜNG KÍNH TRỤC DẪN O40, bánh răng nghiêng, hộp giảm tốc đồng trục, khai triển, thuyết minh hộp giảm tốc
MỤC LỤC:
I/ Chọn động cơ............................................................................................... 3
II- Phân phối tỷ số truyền................................................................................... 4
III- Thiết kế các bộ truyền................................................................................... 5
1- Chọn vật liệu.................................................................................................. 5
2- Xác định ứng xuất cho phép........................................................................... 5
3- Tính toán bộ truyền cấp nhanh....................................................................... 6
4- Tính toán bộ truyền cấp chậm...................................................................... 13
5- Thiết kế bộ truyền côn................................................................................. 20
IV- Tính toán trục của hộp giảm tốc................................................................. 25
1- Chọn vật liệu ................................................................................................... 25
2- Sơ đồ động phân tích lực.............................................................................. 25
3- Xác định sơ bộ đường kính trục.................................................................... 26
4- Xác định chiều dài các trục ............................................................................ 26
5- Xác định chính xác đường kính trục............................................................... 29
6 - Tính kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi........................................................... 33
7 - Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh .................................................................. 36
IV- Tính toán gối đỡ trục......................................................................................... 40
V- Tính chọn khớp nối ............................................................................................ 45
VI- Kết cấu vỏ hộp..................................................................................................... 46
VII- Tính chọn dầu mỡ bôi trơn.............................................................................. 51
VIII- xác định và chọn kiểu lắp.............................................................................. 53
IX- Phương pháp lắp ráp hộp giảm tốc ............................................................... 55
1- Phương pháp lắp ráp các tiết máy lên trục..................................................... 55
2- Phương pháp điều chỉnh ăn khớp bộ truyền................................................. 56
Tài liệu tham khảo .................................................................................................. 57
Bản thuyết minh đồ án chi tiết máy
I . Chọn động cơ .
- Động cơ .
Với :
h = 0,955´0,96´0,97´0,993 = 0,86
Nct = = = 8,6 (kw)
Ta chọn Nđc ³ Nct
- Chọn sơ bộ tốc độ quay của động cơ .
nlv = = = 38,85 ( v/ph)
nlv : tốc độ quay khi ra băng tải
uch = uh´ung
uch : tỷ số truyền của hệ thống
uh : tỷ số truyền trong hộp giảm tốc 2 cặp bánh răng
ung : tỷ số truyền của đai
uch = (2 ¸ 4)x(3 ¸ 5)x(3 ¸ 5) = (18 ¸ 100)
nsb = (18 ¸ 100)x38,85 = (700 ¸ 3885)
Vậy ta chọn nđb = 1500 (v/ph) theo bảng P 1.3[I]
Chọn kiểu động cơ :
K160M4 Nđc = 11kw
nđc = 1450 (v/ph) Ik/ Idn =6,1
Cosj = 0,83 Tk/ Tdn =1,6
- Phân phối tỷ số truyền .
chọn ung = 2,5 Þ uh =
+ n1 = nđc ; N1 = Nct ; Ti = 9,55 . 106
Bảng số liệu :
|
Số tt |
ni ( v/ ph) |
Ni (kw) |
Ti = 9,55 . 106 ´ Ni/ ni |
|
1 |
1450 |
8,6 |
57000 |
|
2 |
580 |
8,1 |
130000 |
|
3 |
144 |
7,7 |
510000 |
|
4 |
39 |
7,4 |
1810000 |
II . Tính toán các bộ truyền .
- Tính truyền động bánh răng .
a . Tính toán cấp chậm bánh răng trụ nghiêng.
+ Chọn vật liệu :
Theo bảng 6.1 [I] .
Bánh nhỏ : thép 55 thường hoá.
độ rắn HB 220 , sb1 = 600 MPa
sch1 = 320 MPa
Bánh lớn : thép 50 thường hoá .
độ rắn HB 210 , sb2 = 580 MPa
sch2 = 290 MPa
+ Phân tích tỷ số truyền .
u1 = 3,7
+ Xác định ứng suất cho phép .
Theo bảng 6.2 [I] với thép thường hoá độ rắn HB 180…350
Có s = 2. HB + 70 , sH = 1,1
s = 1,8 . HB , sF = 1,75
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 240
Chọn độ rắn bánh lớn HB2 = 230
- sHlim1 = 2 . HB1 + 70 = 2´240 + 70 = 550 MPa
- sFlim1 = 1,8 . HB1 = 1,8´240 = 432 MPa
- sHlim2 = 2 . HB2 +70 = 2´230 + 70 = 530 MPa
- sFlim2 = 1,8 . HB2 = 1,8´230 = 414 MPa
Theo 6.5 [I] : NHO = 30´HB
NHO1 = 30´HB = 30´2402,4 = 1,547. 107
NHO2 = 30´HB = 30´2302,4 = 1,397 . 107
Theo 6.7 [I] : NHE = 60 . c .å ( Ti / Tmax )3 . ni . ti
NHE2 = 60 . c . n/ u1 . å ti . å ( Ti/ Tmax )3 . ti/ å ti
Þ NHE2 = 60´1´ ´12000´
= 29,2. 107 > NHO2 do đó KHL2 = 1
suy ra NHE1 > NHO1 Þ KHL1 = 1
Theo 6.1a [I] : [sH] =
- [sH]1 = 550´1/1,1 = 500 MPa
- [sH]2 = 530´1/1,1 = 481,8 MPa
Cấp chậm sử dụng răng thẳng Þ theo 6.12 [I] :
[sH] =
theo 6.8 [I] : NFE = 60.c.å(Ti / Tmax)mF.ni.ti
- NFR = 60´1´ ´12000´
= 8,81.107 > NFO2 Þ KFL2 = 1
Tương tự KFL1 = 1
Theo 6.2a [I] : với bộ truyền quay một chiều KFC = 1
Ta được : sF = . KFC.KFL / sF
- [sF]1 = 432´1´1 / 1,75 = 246,8 MPa
- [sF]1 = 414´1´1 / 1,75 = 236,6 MPa
ứng suất tải cho phép : theo 6.13 [I] và 6.14 [I] :
[sH]max = 2,8.sch2 = 2,8´320 = 896 MPa
[sF]max1 = 0,8.sch1 = 0,8´290 = 232 MPa
[sF]max2 = 0,8.sch2 = 0,8´320 = 256 MPa
+ Chọn khoảng cách trục sơ bộ .
aw2 = Ka.(u2 +1)
Ka = 43 ( tra bảng 6.5 [I]) (bánh răng thẳng)
Yba = 0,4 ( tra bảng 6.6 [I] )
Ybd = 0,5.Yba.(u +1) = 0,5´0.4´(4,2 + 1) = 1,04
Þ tra bảng 6.7 [I] : KHb = 1,11 (sơ đồ 4)
KHa = 1 ( tải trọng động )
- aw2 = 43´(3,7 +1)´ = 259 mm
Lấy aw2 = 260 mm
+ Xác định các thông số ăn khớp .
Theo 6.17 [I] : m = ( 0,01 ¸ 0,02 ).aw2
- m = ( 0,01 ¸ 0,02 )´260 = 2,6 ¸ 5,2 mm
theo bảng 6.8 [I] : chọn mn = 3,5(mm)
Chọn sơ bộ b=100 ,do đó cosb = 0,9848 .
Theo 6.31 [I] : số răng bánh nhỏ
z1 = 2.aw2 / [m.(u + 1)]
= 2´260 / [3,5.(3,7 + 1)]
= 31,13
Lấy z1 = 31
Số răng bánh lớn z2 = u.z1 = 3,7´31 = 114,7
Lấy z2 = 115
Þ tỷ số truyền thực um = 115 / 31 = 3,71
cosb =
+Kiểm nghiệm răng độ bền tiếp xúc :
Theo (6.33) ứng suất tiếp trên mặt răng :
theo 6.5 [I] : ZM = 274 MPa1/2
theo (6.35) :
tgbb = cosat.tgb
a t = aw = arctg(tga/cosb)
Chọn a sơ bộ bằng 100
a t = aw = arctg(tg200/0,9827) = 20,32350
tgbb = cos20,32350. tg10,67540 = 0,177
Þ bb = 10,02470
theo 6.38 [I] : ZH=
bw = yba.aw = 0,4 . 260 = 104 mm Þ Lờy bw = 100 mm
Ze =
ea = [ 1,88 – 3,2 (1/z1 + 1/z2)] . cosb
= [1,88 – 3,2(1/31 + 1/115)].0,9827 = 1,719
Ze =
Đường kính vòng lăn bánh nhỏ :
dw1 = 2.aw2 / (um + 1) = = 110,4 mm
Lấy dw1 = 110 mm
Theo 6.40 [I] : v = p.dw1.n1 / (60.1000)
- v = = 0,829 m/s
Tra bảng 6.13 [I] : ta có cấp chính xác 9
Tra bảng 6.14 [I] vói cấp chính xác 9 và v<2,5 m/s Þ kHa = 1,13
Tra bảng P 2.3 [I] : KHV = 1,01
KH = KHV. kHa. KHb = 1,01 . 1,13 .1,11 = 1,27
Thay các giá trị vừa tìm được vào (1) ta có :
sH = 274´1,739´0,763 ´ = 424 MPa
+ Xác định các ứng suất tiếp xúc cho phép :
v =0,829 m/s <5 m/s, ZV = 1
Cấp chính xác 9 , cấp chính xác về tiếp xúc 8 .
Cần gia công đạt độ nhám Ra 2,5….1,25 mm , ZR = 0,95
[sH] = [sH]. ZV .ZR . KxH = 490,9 . 1 . 0,95 . 1 = 466 MPa
Ta thấy sH < [sH] .Thừa bền = < 0,1
Do vậy chấp nhận .
Tính lại bw : bw = 100( sH/[sH] )2 = 100 (424/466)2 =82,8 mm lấy bw = 85 mm
+ Kiểm nghiệm về độ bền uốn ;
Theo 6.43 [I] : sF = (2)
Theo bảng 6.7 [I] : KFb = 1,26
6.14 với v< 2,5m/s và cấp chính xác 9 kHa = 1,37.
P 2.3 [I] : KFV = 1,01
ea = 1,739 Þ Ye =1/ea = 1/1,739 =0,58
b = 10,67540 Þ Yb = 1 – 10,6754/180 = 0,94
Tra theo bảng 6.18 [I] : YF1 = 3,8 , YF2 = 3,6
Thay vào (2) :
sF1 = = 81,36MPa < [sF1]
sF2 = sF1.YF2 / YF1 = 81,36.3,6/3,8 = 77,08 MPa < [sF2]
+ Kiểm nghiệm răng quá tải :
Theo 6.48 [I] : kqt = 1,3.T1 /T1 = 1,3
sH1max = sH . = 424´ = 483,4 MPa < [sH]max = 812 MPa
Theo 6.49 [I] : sF1max = sF1.kqt = 81,36´1,3 = 105,8 MPa < [sF1]max = 484 MPa
sF2max = 77,08´1,3 = 100,2 MPa < [sF2]max = 462 MPa
+ Các thông số và kích thước bộ truyền :
Theo bảng 6.11 tính được :
đường kính vòng chia :
d1 = mm
d2 = mm
đường kính đỉnh răng :
da1 = d1 + 2(1 + x1 - Dy )m = 110 + 2(1 + 0 – 0.08)3,5 =116 mm
da2 = d2 + 2(1 + x2 - Dy )m = 410 + 2( 1 + 0 – 0.08 )3,5 = 416 mm
đường kính đáy răng :
df1 = d1 – 2,5m = 110 – 2,5. 3,5 = 101 mm
df2 = d2 – 2,5m = 410 – 2,5 . 3,5 = 401 mm
|
Khoảng cách trục |
aw2 = 260 mm |
|
Môđun pháp |
m= 3,5 mm |
|
Chiều rộng vành răng |
bw = 85 mm |
|
Tỷ số truyền |
um = 3,7 |
|
Số răng |
z1 = 31 z2 = 115 |
|
Hệ số dịch chỉnh |
X1 = 0 X2 = 0 |
|
Đường kính vòng chia |
d1 =110 mm d2 = 410 mm |
|
Đưòng kính đỉnh răng |
da1 = 116 mm da2 = 416 mm |
|
Đường kính đáy răng |
df1 = 101 mm df2 = 401 mm |
b . Tính toán cấp nhanh bánh trụ răng thẳng :
+ Chọn vật liệu : bánh nhỏ
chọn vật liệu thép 45 thường hoá
Độ rắn HB 190 sb1 = 600 MPa
sch1 = 300 MPa
Bánh lớn : chọn thép 35 thường hoá
Độ rắn HB 150 sb2 = 480 MPa
sch2 = 240 MPa
+ Xác định ứng suất cho phép :
theo 6.2 [I] : tươngtự tính toán cấp chậm
Chọn độ rắn bánh nhỏ HB1 = 240 MPa , bánh lớn HB2 = 230
- s = 2´240 + 70 = 550 MPa
- s = 1,8´240 = 432 MPa
- s = 2´230 + 70 = 530 MPa
- s = 1,8´230 = 414 MPa
Theo 6.5 [I] : tương tự tính toán chậm
..................................................................................................................
Vậy ta có :sF1 = MPa < [sF1] = 252 MPa
sF2 = sF1.YF2 / YF1 = 53,1.3,63 / 3,48 = 55,4 MPa < [sF2] = 246,6 MPa
+ Kiểm nghiệm răng quá tải : kqt = 1,3
tương tự tính toán cấp chậm ta có :
sHmax = 479. = 546 MPa < [s]max = 1260 MPa
+ Các thông số và kích thước bộ truyền :
Theo bangr (6.19) tính được :
Đường kính chia ngoàI :
de1 = mte .z1 = 3,5.26 = 91 mm
de2 = mte .z2 = 3,5.104 = 364 mm
Chiều cao răng ngoàI :
he = 2hte .mte + c =2cosb.mte + 0,2.mte = 2.3,5.1 + 0,2.3,5 = 7,7 mm
Chiều cao đầu răng ngoàI :
hae1 = (hte + x1.cosb).mte = (1 + 0,37)3,5 = 4,8 mm
hae2 = 2.hte .mte – hae1 = 2 .3,5 – 4,8 = 2,2 mm
chiều cao chân răng ngoàI :
hfa1 = he – hae1 = 7,7 – 4,8 = 2,9 mm
hfa2 = he – hae2 = 7,7 – 2,2 = 5,5 mm
Đường kính đỉnh răng :
dae1 = de1 + 2hae1 .cssd1 = 100 mm
dae2 = de2 + 2.hae2.cosd2 = 365 mm
|
Khoảng cách trục |
Re = 190 mm |
|
Môđun pháp |
mn =3,5 |
|
Chiều rộng vành răng |
b = 50 mm |
|
Tỷ số truyền |
um = 4 |
|
Góc nghiêng của răng |
0 |
|
Số răng |
z1 = 26 z2 = 104 |
|
Hệ số dịch chỉnh |
X1 = 3,7 X2 = - 3,7 |
|
Đường kính vòng chia |
d1 = 91 mm d2 = 364 mm |
|
Đường kính đỉnh răng
|
da1 = 100 mm da2 = 365mm
|
3. kiểm nghiệm về điều kiện bôi trơn :
(d4 – d2)/d2 = (401 – 365)/365 = 0,1 < 1/6
- Thiết kế bộ truyền ngoài .
a. Chọn loại đai với momen xoắn : T = 57 Nm
Theo bảng (13.5) chọn 2 loại đai thamg A và b
|
A b
Đường kính bánh nhỏ d1min mm tra bảng 13.5 : 90 125 d1 = 1,2 .d1min : 108 150 Lấy theo tiêu chuẩn : 100 160 Tỉ số truyền u : 2,5 2,5 Đường kính bánh đai lớn d2 = u.d1 : 250 400 Lấy theo tiêu chuẩn : 250 400 Tỉ số truyền thực u’ = d2/d1 : 2,5 2,5 Số vòng quay n2 v/ph : 580 580 Sai số vòng quay : 0 0 Khoảng cách trục a chọn theo Bảng 13.16 với u = 2,5 lấy a = 2,7.d1 : 270 432 Khoảng cách truc a thoả mãn điều kiện : h bảng 13.3 : 8 10,5 2(d1 + d2 ) >= a >= 0,55(d1 + d2) + h 700 =>a>= 200,5 1120=>a>=318,5 Tính chiều dàI đai L mm công thức 13.4 L = 2a + p(d1 + d2)/2 (d1 + d2)2/4a 1110,33 1776,5 Lấy theo tiêu chuẩn : 1120 1800 Khoảng cánh truc a mm theo công thức 13.5 a = + 275 422,6 tính góc ôm a1 theo công thức 13.3 a1 = 1800 – 570(d2 – d1)/a 148,90 147,60 Xác định số đai cần thiết x theo công thức 13.39 : R0 Kw (h 13.14) 1,1 2,8 L0 mm bảng (13.3) 1700 2240 V = pd1n1/60000 7,6 12,14 Ca bảng (13.11) 0,92 0,92 CL bảng (13.12) 0,91 0,95 DT1 bảng (13.13) 1,2 3,1 [R] = (R0CaCL + DT1.n1/9550) 1,1 2,92 kd bảng (13.7) 1 1 x = R.kd / [R] 7,8 2,94 Lấy sốv đai là : 8 3 Tính chiều rộng bánh đai t mm bảng (13.6) 15 19 s mm bảng (13.6) 10 12,5 B = (x – 1)t + 2s 125 61 Tính lực tác dụng lên trục Fr (N) công thức 13.50 : A1 bảng (13.3) 81 138 F0 = s0.A1 97,2 165,6 Fr = 2F0sin (a/2) 187,3 318 |
Kết luận : chọn loại đai b có số đai it hơn và kích thước đai nhỏ hơn .
III. Tính toán lực tác dụng lên trục :
Ft1 = 2T1/d1 = 2.130000/85 = 3059 (N) = Ft2
Fr1 = Ft1. tga. cosd1 = 3059.tg200 . cos14,03620 = 1080 (N) = Fa2
Fa1 = Ft1 .tga . sind1 = 3059. tg200 . sin14,03620 = 270 (N) = Fr2
Ft3 = 2T2/d3 = 2.510000/110 = 9273 (N) = Ft4
Fr3 = Ft3 . tgaw/ cosb = 9273 . tg20,32350 / cos10,67540 = 3495 (N) = Fr4
Fa3 = Ft3 . tgb = 9273.tg10,67540 = 1748 (N) = Fa4
H = 160 mm phụ lục (P1.4)
Hh = amax + 20 ¸ 30 = 260 + 25 = 285
sinb = (Hh – H)/ađ = (285 – 160) / 422,6 = 0,296 Þ b = 17,200
Frx = Fr .cosb = 318. cos17,20 = 304 (N)
Fry = Ft .sinb = 318 . sin 17,20 = 94 (N)
